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第1章 绪论1

1.1概述1

1.1.1飞机的构成1

1.1.2飞行器空气动力学与气动设计的任务2

1.1.3飞行器气动设计的地位和作用3

1.1.4飞行器气动设计的要求6

1.1.5气动设计的内容8

1.2飞行器发展历程简介10

1.2.1第一个时期——飞行探索时期10

1.2.2第二个时期——活塞时期17

1.2.3第三个时期——喷气式飞机时期23

1.2.4第四个时期——高超声速飞行时期37

复习与思考44

第2章 气体与流动的基本性质与描述45

2.1气体流动基本规律45

2.1.1空气的物理性质45

2.1.2气体与流动的基本模型48

2.2无黏流场的描述方法53

2.2.1速度位方程53

2.2.2线化位流方程55

2.2.3压力系数56

2.2.4几种带奇点的不可压位流57

2.2.5无黏不可压缩流求解——奇点法58

2.2.6儒科夫斯基升力定理60

2.3流动的可压缩性模型60

2.3.1简单处理模型61

2.3.2小扰动线化理论61

2.4黏性作用与流动分离63

2.4.1附着流型被破坏的主要原因——黏性的相互作用63

2.4.2三维流动分离65

2.5适用于飞机的流动67

复习与思考67

第3章 翼型低速空气动力特性68

3.1翼型概述68

3.1.1翼型的几何参数68

3.1.2翼型的发展与族系70

3.2气动参数77

3.3翼型低速流动的绕流图画82

3.3.1翼型低速流动的绕流图画介绍82

3.3.2翼型绕流的分离与失速85

3.4翼型气动特性87

3.5翼型低速流动的薄翼理论89

3.5.1薄翼理论的思路89

3.5.2薄翼理论的推导89

3.5.3薄翼理论的气动特性公式92

复习与思考98

第4章 机翼低速和亚声速空气动力特性99

4.1机翼及其低速气动模型99

4.1.1机翼的几何参数99

4.1.2机翼的低速绕流图画101

4.1.3气动模型103

4.2大展弦比直机翼的升力线理论104

4.2.1诱导速度、升力和诱导阻力104

4.2.2用于确定Г（z）的基本积分-微分方程107

4.2.3椭圆形环量分布无扭转机翼的气动特性108

4.2.4一般机翼环量沿展向的分布Г（z）112

4.2.5一般无扭转直机翼的气动特性114

4.3升力面理论122

4.4大展弦比后掠机翼的低速气动特性125

4.5小展弦比机翼的低速气动特性132

4.5.1三角翼流动分析132

4.5.2小展弦比机翼的流动分析135

4.6亚声速可压流中机翼的气动特性137

4.6.1普朗特-格劳特法则138

4.6.2翼型的亚声速空气动力特性140

4.6.3后掠翼的亚声速空气动力特性141

复习与思考142

第5章 超声速与跨声速翼型和机翼的空气动力特性143

5.1薄翼型的绕流流动分析143

5.1.1超声速薄翼绕流受力分析143

5.1.2翼型的超声速绕流图画144

5.2薄翼型超声速绕流的线化理论145

5.2.1线化理论146

5.2.2一级近似理论结果147

5.2.3压力系数的叠加法148

5.2.4线化理论薄翼型的空气动力特性151

5.3机翼的超声速空气动力特性157

5.3.1超声速三维流场的基本概念157

5.3.2无限翼展斜置翼的超声速空气动力特性161

5.3.3有限翼展薄机翼的超声速绕流164

5.4跨声速流动与临界参数165

5.5跨声速绕流的流动特征168

5.5.1翼型的跨声速绕流168

5.5.2超临界翼型171

5.5.3翼型主要几何参数对气动特性的影响172

5.6跨声速机翼的空气动力特征173

复习与思考177

第6章 飞机气动布局初步设计178

6.1飞机技术指标分析178

6.1.1典型任务剖面178

6.1.2概念设计与方案论证中的技术要求分析180

6.2飞机气动布局介绍与选择186

6.2.1常规布局187

6.2.2无尾布局189

6.2.3鸭式布局193

6.2.4三翼面布局196

6.2.5飞翼布局197

6.2.6典型类型飞机的气动布局199

6.3飞机初始总体参数的选择200

6.3.1飞机的主要总体参数200

6.3.2初步重量估算202

6.3.3飞机的气动特性估算205

6.3.4确定飞机推重比，选择发动机210

6.3.5确定飞机的翼载215

复习与思考219

第7章 飞机部件的气动设计220

7.1翼型与机翼的选择与设计220

7.1.1翼型特性与飞机性能的关系220

7.1.2翼型基本技术指标的确定221

7.1.3翼型的选择考虑224

7.1.4机翼的气动设计原则227

7.2机身设计231

7.2.1机身主要几何外形设计232

7.2.2前机身外形设计234

7.2.3后机身外形设计240

7.2.4面积律修型241

7.2.5翼身融合体的气动设计243

7.2.6翼身整流246

7.3变后掠机翼246

7.3.1变后掠机翼发展概况247

7.3.2变后掠机翼的气动特性248

7.3.3变后掠机翼的设计250

7.4机翼的增升装置254

7.4.1后缘增升装置255

7.4.2前缘增升装置256

7.4.3增升装置的气动设计258

7.4.4涡流发生器260

7.4.5动力增升装置261

7.5副翼及横向操纵面262

7.5.1飞机的稳定性和操纵性262

7.5.2横向操纵面的设计要求263

7.5.3横向操纵面形式的选择263

7.5.4副翼与襟副翼263

7.5.5扰流片和差动平尾264

7.6减速板的气动设计265

7.6.1设计要求266

7.6.2设计原则266

7.7保证纵向稳定性和操纵性的气动力布局266

7.7.1纵向操纵面的设计要求267

7.7.2纵向操纵面形式的选择267

7.7.3平尾设计267

7.7.4升降舵设计270

7.8保证航向稳定性和操纵性的气动力布局271

7.8.1航向操纵面的设计要求271

7.8.2航向操纵面形式的选择271

7.8.3垂尾272

7.8.4方向舵273

7.8.5腹鳍273

7.9考虑隐身影响的气动设计274

7.9.1基本概念274

7.9.2外形隐身设计的基本原则277

7.9.3外形隐身要求对气动布局及部件的影响280

复习与思考282

第8章 高超声速飞行器气动设计283

8.1高超声速流动的主要特征283

8.2高超声速飞行器气动特性计算方法介绍286

8.2.1高超声速无黏流动计算方法287

8.2.2高超声速边界层理论简介292

8.3高超声速飞行器气动设计的特点与要求293

8.3.1高超声速飞行器气动设计的特点293

8.3.2高超声速飞行器对气动性能的要求293

8.4高超声速飞行器气动设计295

8.4.1弹道式再入飞行器的气动设计296

8.4.2飞船返回舱的气动设计298

8.4.3航天飞机的气动设计302

复习与思考305

参考文献306

附录307

附录A 标准大气表307

附录B 布雷盖方程的推导309

附录C 飞机的翼型及机翼数据311

附录D 飞机的前、后缘增升装置形式314

附录E 飞机动力增升装置简介316

附录F 飞机副翼的几何数据318

附录G 飞机绕流片的几何数据319

附录H 飞机平尾和升降舵的几何数据320

附录I 飞机垂尾和方向舵的几何数据322

附录J 本书符号表324